第一節細胞膜第1頁，課件共66頁，創作于2023年2月一、細胞的定義及一般特點定義：細胞(cell)是人體形態結構的基本單位；一般特點：人體具有許多形態各異、大小不同的細胞；它們共同完成人體完整的生命活動，如物質代謝、生長發育、對環境的感應及生殖遺傳等。第2頁，課件共66頁，創作于2023年2月細胞大小不等最小的細胞，如小腦顆粒細胞直徑只有4μm較大的細胞，如成熟卵細胞直徑約為135μm最大的細胞，是神經細胞，它的突起最長可超過1ｍ；肌細胞大小還可隨生理需要發生變化；骨骼肌可因鍛煉使肌細胞變粗大；子宮平滑肌在妊娠期間其長度可由50μm增大到500μm。第3頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、細胞的結構與功能人體細胞的形狀及大小雖然各不相同，但它們都具有共同的基本結構。即：細胞膜、細胞質和細胞核。第4頁，課件共66頁，創作于2023年2月細胞膜概述質膜(plasmamembraneorplasmalemma):

生物膜（biologicalmembrane）一、細胞質膜的化學組成和分子結構

（一）細胞膜的化學組成

細胞膜的化學組成主要為脂類、蛋白質、糖類、水、無機鹽和金屬離子等。1、膜脂構成膜的脂類有磷脂、膽固醇和糖脂。膜中以磷脂最為豐富。（1）磷脂：真核細胞質膜內的主要磷脂又分兩類：甘油磷脂和鞘磷脂。分子結構：如圖第5頁，課件共66頁，創作于2023年2月（2）膽固醇

膽固醇分布：在真核細胞的質膜中含量相當多，也存在動物細胞的其它膜中。結構：如圖功能：它與磷脂碳氫鍵相互作用，對相變溫度有顯著的影響；對質膜的物理性狀有調控作用；有加強質膜的作用。在原核細胞細菌的質膜中沒有膽固醇。第6頁，課件共66頁，創作于2023年2月（3）糖脂也是雙型分子，它的結構和鞘磷脂很相似。只是由一個和多個糖殘基代替了磷脂酰膽堿而與鞘氨醇的羥基結合。

第7頁，課件共66頁，創作于2023年2月

2、膜蛋白（１８％～７５％）膜蛋白是功能的執行者，按功能和分為五類，①催化代謝②物質轉運③細胞運動④信息的感受和傳遞⑤支持和保護按其結合方式可分為兩類①

外周蛋白(peripheralprotein)約占20%～30%②

鑲嵌蛋白（integralprotein）約占70%～80%第8頁，課件共66頁，創作于2023年2月

3、質膜上的糖類數量一般小于１０％，１）

糖脂２）

糖蛋白糖蛋白中的寡糖鏈有重要的生物學作用，唾液酸和神經氨酸和細胞的識別、配體受體識別和細胞的癌變均有密切的關系。

第9頁，課件共66頁，創作于2023年2月（二）質膜的分子結構

1、Robertsoin的單位膜模型(unitmembrane)與膜的電鏡結構:

2、液態鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）3、晶格鑲嵌模型和板塊模型(blockymodel)第10頁，課件共66頁，創作于2023年2月（三）物膜的特性

１、膜的不對稱性：①膜脂的不對稱性表現在膜內外兩層膜脂的種類和含量存在著差別。②膜蛋白的不對稱性：膜蛋白的分布是絕對不對稱。③復合糖的不對稱性：糖類只分布在細胞質膜的外表面，和膜脂和膜蛋白分別結合形成糖脂和糖蛋白，只分布在質膜的外表面。膜結構的不對稱性保證了膜功能的方向性，使兩側具有不同的功能，譬如他核膜上的物質運輸、細胞間的聯系、細胞粘著和細胞識別等有關。第11頁，課件共66頁，創作于2023年2月2、生物膜的流動性：膜脂和膜蛋白分子皆不是靜止的，而是具有流動特點。相變溫度：脂質雙分子層具有液晶態結構，在生理條件下脂質多成液晶態，當溫度下降到一定點時液晶態將成為晶態，這一引起相變的溫度稱為相變溫度。第12頁，課件共66頁，創作于2023年2月二、質膜的功能

（一）膜的選擇性通透和簡單擴散

氣體與不帶電的極性小分子（CO2，O2，尿素，乙醇）順濃度梯度地跨膜移動，不需要ATP供給能量，也不需要特殊蛋白幫助的轉運稱為簡單擴散(simplediffusion)。第13頁，課件共66頁，創作于2023年2月（二）膜蛋白介導的運輸

細胞膜的介導蛋白按其作用形式共分為兩大類：載體蛋白（carrierprotein）介導和通道蛋白（channelprotein）介導。載體蛋白能與所運輸的特異物質結合，經本身構象變化，而運送該物質通過膜。通道蛋白則形成貫穿脂雙層的充水通道，在特異信號的調控下，這些通道打開時，能讓特異物質通過而穿越膜。根據膜蛋白介導的運輸中是否消耗能量分為兩種形式:被動運輸和主動運輸。第14頁，課件共66頁，創作于2023年2月1、被動運輸

膜蛋白介導的被動運輸又稱為協助擴散或易化擴散(faciliateddiffusion)是在介導蛋白的協助下，非脂溶性和親水性分子如糖、氨基酸、金屬離子等順濃度或電化學梯度，不消耗能量的跨膜運輸過程。這與簡單擴散相同，因此二者都稱為被地運輸膜轉運蛋白可分兩類：一類稱為通道蛋白（channelproteins），只能介導順濃度或電化學勢能的被動運輸；另一類稱載體蛋白（carrierproteins），它可介導被動運輸，又可介導逆濃度或電化學梯度的主動運輸。細胞超微結構\質膜.doc第15頁，課件共66頁，創作于2023年2月（1）通道蛋白及其功能

一種持續開放的通道蛋白，能使適宜大小的分子及帶電荷的溶質通過簡單的自由擴散運動從膜的一側到另一側。通常是脂雙層中的膜蛋白帶電荷的親水區形成水通道，小的帶電荷的分子通過此通道自由擴散。第二種通道蛋白為瞬間開放的門通道，僅在特定的刺激發生反應時打開，其它時間是關閉的。根據開關的信號不同又分為：

第16頁，課件共66頁，創作于2023年2月突觸的傳導過程第17頁，課件共66頁，創作于2023年2月２、軀體運動神經末梢運動終板第18頁，課件共66頁，創作于2023年2月(2)載體蛋白及其功能

載體蛋白是幾乎所有類型的生物膜上普遍存在的多次跨膜蛋白分子。每種載體蛋白能與特定的溶質分子結合，通過一系列構象變化介導溶質分子的跨膜轉運圖F2-2-9。在人的胱氨酸尿（cystinuria）遺傳病患者中發現類似的基因突變，這種病人的腎細胞和腸細胞不能將突變在人的胱氨酸尿（cystinuria）患者胱氨酸和半胱氨酸運入血液，導致其在尿中積累并在腎臟中形成胱氨酸結石。第19頁，課件共66頁，創作于2023年2月2、主動運輸(activetransport)

主動運輸與上述被動運輸不同，在主動運輸的過程中，物質逆著濃度梯度由低濃度到高濃度運輸，在此過程中需要供給能量。

（１）Na+、K+-ATP酶結構作用①調節細胞的容積。②物質吸收。有些物質吸收所需要的能量是由Na+濃度差提供，Na+濃度胞外大于胞內，大約相差10倍，③細胞質內高濃度的K+是核糖體合成蛋白質和糖酵解過程中重要活動的必要條件，此外有利于細胞內滲透壓的維持。④膜電位的產生。這一作用對膜電位的產生有10%的作用。第20頁，課件共66頁，創作于2023年2月（２）Ca2+-ATP酶

一般真核細胞內Ca2+濃度小于10－7mol/L,細胞外鈣離子濃度較高，約是10－３mol/L。為了維持細胞的低鈣環境，細胞質膜和內質網上存在著逆鈣濃度將Ca2+向質膜外或內質網內運輸的Ca2+-ATP酶，又稱鈣泵。第21頁，課件共66頁，創作于2023年2月（3）H+-ATP酶

在一些細胞的質膜和部分細胞器上存在有H+-ATP酶，能水解ATP，提供能量使H+逆濃度梯度運轉，故又稱為質子泵（protonpump）。第22頁，課件共66頁，創作于2023年2月（4）協同運輸(cotransport)

許多主動運輸不是直接由ATP水解供能，而是由儲存在離子梯度中的能量趨勢，這一能量來源與執行偶聯運轉的載體蛋白相聯系完成物質運輸，稱為協同運輸，根據運輸方向又分為同向協同運輸（symport）和逆向協同運輸（antiport）1）同向協同運輸最常見的是Na＋順濃度梯度運轉的同時伴有葡萄糖或氨基酸逆濃度梯度運輸。有人把離子梯度趨勢的運輸稱為“次級主動運輸”。第23頁，課件共66頁，創作于2023年2月2）逆向協同運輸

是指物質跨膜轉運的方向和離子的運轉方向相反，如動物細胞常見的Na+驅動的Na+-H-對相運輸的方式運轉H+以調節細胞內的PH。細胞內特定的PH是細胞正常代謝所必需的，在不分裂的細胞內PH值為7.1～7.2，當細胞受到生長因子的刺激后，細胞內PH值由7.2提高到7.4，細胞開始生長分裂。在這一過程中細胞內的H+減少了40%，主要由細胞膜上的Na+-H+交換載體完成，即H+的輸出伴有Na+進入細胞。在線粒體中Na+-H+對相運輸是由H+電化學梯度驅使的，將鈉從內膜的基質一側轉運出來。

第24頁，課件共66頁，創作于2023年2月

3、大分子與顆粒物質的運輸

經內吞作用（endocytosis）入胞,經胞吐作用（exocytosis）出胞。（1）內吞作用（入泡作用）是通過質膜的變形運動將細胞外物質轉運入細胞內的過程。根據形成泡吞泡的大小和泡吞物質，泡吞作用又可分為兩種類型：如泡吞物為大的顆粒狀物質（例微生物和細胞碎片），形成的囊泡較大為吞噬作用(phagocytosis)。吞噬作用形成的胞吞泡為吞噬泡。如胞吞物為液體，形成的囊泡較小，則稱為吞飲作用（pinocytosis）。吞飲作用形成的胞吞泡稱為胞飲泡。第25頁，課件共66頁，創作于2023年2月第26頁，課件共66頁，創作于2023年2月（2）受體介導的胞吞作用（receptor-mediatedendocytosis）

受體介導的胞吞作用是細胞特異性的攝取細胞外蛋白或其它化合物的過程。實驗證明，大部分動物通過受體介導的細胞內吞作用，使一些特定的大分子進入細胞。這些特定的大分子為膽固醇、一些激素、轉鐵蛋白（transferrin）、一些酶、以及一些病毒和毒素等?，F以膽固醇的吸收過程為例，介紹受體介導大分子的吸收過程：第27頁，課件共66頁，創作于2023年2月（3）泡吐作用

是一種內吞作用相反的過程。是將細胞內的分泌物或其他一些膜泡中的物質通過細胞膜運出細胞的過程。

分為：組成型的胞吐途徑調節型胞吐第28頁，課件共66頁，創作于2023年2月（4）膜的融合

可能涉及一類稱為SNAREs的蛋白，它有存在于囊泡膜上的v-SNARs和存在與靶膜上的t-SNAREs互補的結構：由他們互補指導囊泡運輸。神經細胞的SNAREs又很好的特征，在準備外排的神經末梢質膜停泊（docking）的突觸囊泡，其上有v-SANAE，在質膜細胞質面有一互補的t-SNARE。第29頁，課件共66頁，創作于2023年2月四細胞膜的特化的結構第30頁，課件共66頁，創作于2023年2月電鏡模式圖細胞表面示微絨毛、纖毛。側面可見細胞間連接：緊密連接、中間連接、橋粒、縫管連接。在細胞基底處可見質膜內褶第31頁，課件共66頁，創作于2023年2月（一）微絨毛1、微絨毛的形態結構功能是細胞游離端的細胞膜及細胞質向外突出而形成的一些絨毛狀突起，直徑約100nm。電鏡觀，微絨毛的表面包繞一層細胞膜，內有胞質，胞質內有若干縱行微絲，微絲的遠端游離于微絨毛頂部，近端連于終末網。微絨毛的主要生理功能是擴大細胞的表面面積。第32頁，課件共66頁，創作于2023年2月紋狀緣(微絨毛構成)光鏡第33頁，課件共66頁，創作于2023年2月微絨毛微絨毛第34頁，課件共66頁，創作于2023年2月微絨毛超微結構第35頁，課件共66頁，創作于2023年2月2、與功能相關的微絨毛的改變與功能相適應的微絨毛改變（1）微絨毛數量的改變1）胃切除患者、有脂性腹瀉的糖尿病患者、胰腺功能不全者、潰瘍性結腸炎患者以及惡性營養不良病兒童等的腸黏膜上皮細胞微絨毛變短，數量減少，排列紊亂，圖F2-2-39示潰瘍性結腸炎結腸上皮細胞微絨毛的改變。2）肝細胞分裂前毛細膽管微絨毛減少；不分化的肝癌細胞表面缺少微絨毛；肝細胞受損后，其血竇面的微絨毛通?？s短、減少，嚴重者可完全消失。3）肝炎或藥物中毒時，可見Disse氏腔內肝細胞的微絨毛增多；在慢性肝病患者，肝細胞間面可出現多數細長的微絨毛。4）膽道梗阻時，膽小管擴張，微絨毛大多消失，而邊緣嵴處的微絨毛仍保存。第36頁，課件共66頁，創作于2023年2月它們互相交錯，增強膽小管壁的牢固性，防止膽汁溢入肝細胞之間。5）在老年大鼠（24個月以上）肺的超微結構研究中，Ⅱ型肺泡上皮細胞游離面的微絨毛減少或消失。6）微絨毛是癌細胞膜表面的重要標志，癌細胞借微絨毛擴大表面的吸收面積以適應代謝和生長的需要。經三磷酸腺苷作用48h后，人胃癌M17細胞膜表面光滑平坦，微絨毛消失，具有正常細胞的表型特征而發生分化逆轉。第37頁，課件共66頁，創作于2023年2月微絨毛形態結構的改變1）高劑量X射線作用后，腸黏膜上皮細胞的微絨毛因液體充塞而變大，微絨毛可呈現氣球樣腫脹；霍亂患者的腸黏膜，因大量液體由血管外滲，在細胞內形成很多液泡，使微絨毛也擴大成氣球樣。2）乳糜瀉?。╟eliacdisease）患者，其小腸黏膜表面上皮細胞的微絨毛變短，大小和形狀不一，分布也不規則。常在其基底部相互融合，而使2~5根微絨毛有一共同的基底部，圖F2-2-40示乳糜瀉病小腸黏膜上皮細胞微絨毛的改變。3）局限性腸炎（regionalenteritis）又稱Crohn病。TEM下，病變部位腸黏膜上皮細胞的微絨毛明顯變短，一些微絨毛側面有球形隆起，該部位微絨毛的表面質膜和微絲有損傷第38頁，課件共66頁，創作于2023年2月4）胃壁細胞細胞內小管腔面與細胞頂部均有許多微絨毛，長約1μm，頭端粗而基部細，常呈彎曲狀，其內部沒有如小腸微絨毛那樣發達的微絲。5）腮腺和頜下腺分泌管的微絨毛短而扭曲不規則，還可見一些小泡（頂泡）。6）妊娠期糖尿病胎盤合體滋養層細胞的微絨毛部分變短、變細，扭曲變形，可見分支狀微絨毛；有些微絨毛的頂端膨大成球拍狀；有些微絨毛的表面還有絮狀物沉積。第39頁，課件共66頁，創作于2023年2月(二）纖毛

形態結構和功能是細胞游離端的細胞膜和細胞質向外突出而形成的指狀突起，長約5～10um，直徑300～500nm。電鏡觀：纖毛表面有細胞膜包繞，內有細胞質，胞質內有2×9+2形成規則排列的微管，根部連于基體，基體的結構與中心粒相似。功能：纖毛可單向擺動，從而將粘附于上皮表面的分泌物及有害物排放出去。第40頁，課件共66頁，創作于2023年2月纖毛纖毛第41頁，課件共66頁，創作于2023年2月纖毛纖毛第42頁，課件共66頁，創作于2023年2月纖毛模式圖微管橫切面二聯微管第43頁，課件共66頁，創作于2023年2月

纖毛纖毛微絨毛第44頁，課件共66頁，創作于2023年2月第45頁，課件共66頁，創作于2023年2月第46頁，課件共66頁，創作于2023年2月第47頁，課件共66頁，創作于2023年2月（三）細胞連接緊密連接中間連接橋粒第48頁，課件共66頁，創作于2023年2月緊密連接又稱閉鎖小帶，常見于單層柱狀、單層立方和單層扁平上皮，多呈斑點狀或帶狀。單層柱狀上皮中的緊密連接位于相鄰細胞間隙的頂端，呈箍狀環繞細胞頂端，該處相鄰細胞膜呈間斷融合，融合處細胞間隙消失，未融合處有10～15nm的間隙存在。緊密連接除具細胞間連接作用外，尚有閉鎖作用，以防止外物通過細胞間隙進入組織內和組織液溢出組織之外。第49頁，課件共66頁，創作于2023年2月

緊密連接第50頁，課件共66頁，創作于2023年2月第51頁，課件共66頁，創作于2023年2月中間連接又稱粘著小帶，多位于單層柱狀上皮緊密連接的下方，呈帶狀環繞上皮細胞，此處相鄰細胞間有15～20nm寬的間隙，間隙內充滿細絲狀物質橫向連接相鄰細胞膜。細胞膜的胞質面上的有若干致密物質和細絲，細絲構成終末網。中間連接除具粘著和連接相鄰細胞外，還有保持細胞形態的作用。第52頁，課件共66頁，創作于2023年2月中間連接第53頁，課件共66頁，創作于2023年2月橋粒

又稱粘著斑，呈斑塊狀，大小不一。相鄰細胞間有20～30nm的間隙，間隙內有若干橫行的絲狀物質連于相鄰細胞膜，絲狀物在間隙中線處交織而形成一條縱向的中間線。細胞膜的胞質面上，胞質濃縮而成附著板，胞質內有若干張力細絲橫行達附著板并呈袢狀折回胞質，有微絲將這些張力細絲袢固定于細胞膜上，還有些